2020-2021学年高二物理粤教版选修3-5：第二章-单元检测-Word版含解析.docx

单元检测(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分)1用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是()A改用频率更小的紫外线照射 B改用X射线照射C改用强度更大的原紫外线照射 D延长原紫外线的照射时间2硅光电池是利用光电效应原理制成的器件下列表述正确的是()A硅光电池是把光能转化为电能的一种装置B硅光电池中吸取了光子能量的电子都能逸出C逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应图13爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率的关系如图1所示，其中0为极限频率从图中可以确定的是()A逸出功与有关BEkm与入射光强度成正比C当0时，会逸出光电子D图中直线的斜率与普朗克常量有关4用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而发生光电效应，可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率变化的Ek图象已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.34 eV，若将二者的图线画在同一个Ek坐标图中，用实线表示钨，虚线表示锌，则能正确反映这一过程的是下图中的()5分别用波长为和的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为12，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为()A. B. C.hc D.二、双项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)6对于光的波粒二象性的理解正确的是()A大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性B光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子C高频光是粒子，低频光是波D波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著7光电效应试验中，下列表述正确的是()A光照时间越长光电流越大 B入射光足够强就可以有光电流C遏止电压与入射光的频率有关 D入射光频率大于极限频率才能产生光电子8以下说法正确的是()A若用红光照射金属时发生光电效应，则用其他可见光照射该金属均能产生光电效应B一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是由于该束光的照射时间太短C光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应则反映了光的波动性D物质波是一种概率波，在微观物理学中不能用“轨迹”来描述粒子的运动9下列说法正确的是()A光的频率越低，其粒子性越显著B光波不同于宏观概念中的那种连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波C物质波理论告知我们，任何运动的微观粒子都具有波粒二象性D在光的单缝衍射试验中，狭缝变窄，光子动量的不确定量变小10.图2用同一光电管争辩a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图2所示则这两种光()A照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大C通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大D通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大11频率为的光子的动量和波长的关系是，能量为，则光的速度为()A/h Bp C/p Dh2/(p)题号1234567891011答案三、非选择题(本题共5小题，共44分)12(6分)在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为0，该金属的逸出功为_若用波长为(0)的单色光做该试验，则其遏止电压为_已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h.13(6分)一颗质量为5 kg的炮弹以200 m/s的速度运动时，它的德布罗意波长为_；假设它以光速运动，它的德布罗意波长为_；若要使它的德布罗意波长为400 nm，则它的速度为_14(10分)一电子具有200 m/s的速率，动量的不确定范围是0.01%，我们确定该电子位置时，有多大的不确定范围？(电子质量为9.11031 kg)15(10分)铝的逸出功是4.2 eV，现在用波长200 nm的光照射铝的表面(1)求光电子的最大初动能Ek；(2)求遏止电压U；(3)求铝的极限频率0.16.(12分)已知每秒钟从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为1.4103 J，其中可见光部分约占45%.假设可见光的波长为0.55 m，太阳光向各个方向的辐射是均匀的，日地之间距离R1.51011 m，普朗克常量h6.631034 Js，由此可估算出太阳每秒钟辐射的可见光的光子数约为多少个(保留两位有效数字)其次章波粒二象性1B金属发生光电效应必需使光的频率大于极限频率，X射线的频率大于紫外线的频率2A光电效应是光(包括不行见光)照射金属使其逸出电子的现象，因此硅光电池是把光能转化为电能的一种装置，选项A正确；依据光电效应规律知，大于肯定频率的光才能被电子吸取而发生光电效应，电子的最大初动能与入射光的频率有关3D由光电效应方程得EkmhW，且Wh0，故Ekmh(0)，与ykxb相对应，可知只有D项正确4A由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能EkhW，Ek图象中，钨、锌直线的斜率应相同，故C、D错误；又由于钨的逸出功小于锌的逸出功，所以钨的截止频率应小于锌的截止频率，综上可知A项正确5B由光电效应方程得hWEk1，WEk2，并且Ek1Ek212，可得W.6AD7CD由爱因斯坦光电效应方程知，只有当入射光频率大于极限频率时才能产生光电子，光电流几乎是瞬时产生的，其大小与光强有关，与光照时间长短无关，易知eUEkhW(其中U为遏止电压，Ek为光电子的最大初动能，W为逸出功，为入射光频率)由以上分析知，A、B错误，C、D正确8AD其他可见光频率均大于红光频率故均可发生光电效应，所以A正确；光照射到金属上，不能发生光电效应，说明入射光的频率太低，低于极限频率，所以B错；光电效应，康普顿效应都反映了光的粒子性，所以C错；物质波是一种概率波，粒子到达什么位置是随机的，是预先不确定的，因此不能用“轨迹”描述粒子的运动，所以D正确9BC光的频率越高，粒子性越显著，A错，光波不同于宏观概念中的波，它是一种概率波，B正确，任何运动的微观粒子都对应肯定的波长，都具有波粒二象性，C正确在光的单缝衍射试验中，狭缝变窄，位置不确定量变小由xp，则光子动量的不确定量变化，D错误10BC由Eh知，光的频率是光电子最大初动能的打算因素，a光的频率小，折射率小，临界角大，在光的干涉试验中，若保持双缝间距离、缝与屏间距离都不变，用b光和a光分别做试验得出的干涉条纹，可以看出b光的条纹间距比a光的小，B、C正确11AC由波速公式c，德布罗意波波长，光能量子h，可得c，故选项A、C正确12.解析设金属的截止频率为0，则该金属的逸出功Wh0h；对光电子，由动能定理得eUhW，解得U.136.631037 m4.421043 m3.321028 m/s解析炮弹的动量pmv103 kgm/s它的德布罗意波长为 m6.631037 m当它以光速c3108 m/s运动时 m4.421043 m当400 nm4107 m时v m/s3.321028 m/s.14x2.90103 m解析由不确定性关系xp得：电子位置的不确定范围x m2.90103 m15(1)2.02 eV(2)2.02 V(3)1.011015 Hz解析(1)由爱因斯坦光电效应方程hmvW可得：EkhW J4.21.61019 J3.231019 J2.02 eV(2)由eUEk得遏止电压U2.02 V(3)由Wh0得极限频率0 Hz1.011015 Hz.164.91044个解析因太阳光向各个方向的辐射是均匀的，可认为太阳每秒钟辐射的可见光的光子数等于以太阳为球心、日地之间距离为半径的球面上每秒钟获得的可见光的光子数，已知每秒钟从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能1.4103 J/(sm2)，可见光所占全部辐射能的比例为45%，则太阳每秒钟辐射的可见光的能量E4R2，而每个可见光子的能量E0h，则太阳每秒钟辐射出的可见光的光子数N4.91044个